游戏中帧同步的实现

简介

帧同步是一种前后端数据同步的方式，一般应用于对实时性要求很高的网络游戏，常见于dota类和RTS类游戏，如端游中的dota，dota2，梦三国等；手游中的王者荣耀，自由之战等。

过程

帧同步的过程可以简述为：

1. 各客户端实时上传操作指令集;
2. 服务端保存这些操作指令集，并在下一帧将其广播给所有客户端;
3. 客户端收到指令集后分别按帧序执行指令集中的操作。

示例

目前我们正在做的是一款格斗手游，下面是我们项目中使用的同步算法主要伪代码：

1 各客户端实时上传操作指令集

def op_fun():
    net.send_lock_step_data(cmd)

2 服务端保存指令集，并在下一帧广播指令集

def update_lockstep_data(self, cmd):
    """保存操作指令"""

    role_ctrl_data = self.lockstep_data.setdefault('c', {})
    ctrl_data = role_ctrl_data.setdefault(self.uid, {})
    ctrl_data.update(cmd)

def on_lockstep(self, tid):
    """定时器响应函数，广播操作指令"""

    self.lockstep_frame_index += 1  # 帧序增加，开始帧同步时初始为0
    self.broad(self.lockstep_data)
    self.lockstep_data = {'i': self.lockstep_frame_index, 't': time.time()}  # 更新数据，为下一帧做准备

3 客户端处理收到的帧数据

def recv_lock_step_data(self, data):
    self.lockstep_datas.append(data)

def update(self):
    frame = self.lockstep_datas[0]['i']
    if frame == self.lockstep_frame:
        ls_data = self.lockstep_datas.pop(0)
        ctrl_datas = ls_data.get('c')
        if ctrl_datas:
            uid_list = ctrl_datas.keys()
            uid_list.sort()
            for uid in uid_list:
                self.process_lockstep_ctrl_data(uid, ctrl_datas[uid])  # 将操作指令给指定玩家
        self.lockstep_frame += 1

另外，帧同步还有一点比较重要，要保证各个客户端随机种子相同，各个实体排序也必须一样。

小结

我们用的是乐观帧同步，服务端不会每帧等待每个客户端数据，防止其他客服端被开始；
使用帧同步的好处是各个客户端可以保证数据的高度一致性，带来的问题是调试相当麻烦，需要添加很多的log，来判断具体是那一帧开始不同步，才能进一步的找出为什么不同步。